Стъпки и правила за проектиране на процеса на леене под налягане на метал

Стъпки и правила за проектиране на процеса на леене под налягане на метал

Метално леене под наляганее традиционното леене под налягане, което променя производството на твърди метални части чрез технология за леене под налягане. При този процес суровината е прахообразна смес от метал и полимер. Поради тази причина MIM понякога се нарича прахово шприцване (PIM). Използвайки стандартна машина за леене под налягане, прахът се разтопява и се инжектира във формата, където се охлажда и втвърдява във формата на желаната част. Следващият процес на нагряване премахва нежелания полимер и произвежда метална част с висока плътност. Шприцоването на метал е подходящо за производство на малки метални детайли в големи количества. За разлика от леенето под налягане, тези части могат да бъдат геометрично сложни и да имат тънки стени и детайли. Използването на метален прах позволява използването на различни сплави на желязо и нежелязо, като свойствата на материала (якост, твърдост, износоустойчивост, устойчивост на корозия и др.) се доближават до тези на кован метал. В допълнение, тъй като металът не се разтопява в процеса на MIM (включително процеса на леене на метал), суперсплавта може да се използва за дълготрайност на инструмента без никакво отрицателно въздействие. Металите, които обикновено се използват в MIM, включват следното:

Нисколегирана стомана;

неръждаема стомана;

Бързорежеща стомана;

Железен стълб;

кобалтова сплав;

медна сплав;

Никелова сплав;

Волфрамова сплав;

Титаниева сплав.

Металните части, произведени чрез MIM процес, се намират в много индустрии, включително аерокосмическата, автомобилната, потребителските стоки, медицинската стоматология и телекомуникациите. MIM компонентите могат да бъдат намерени в аксесоари за мобилни телефони, спортни стоки, електрически инструменти, хирургически инструменти и различни електронни и оптични устройства.

Електронните аксесоари за леене под налягане на метал включват следните стъпки:

Подготовка на суровината MIM

Подготовка на суровината - първата стъпка е праховата смес от метал и полимер. Металният прах, използван тук, е по-фин (обикновено 20 микрона) от този, използван в традиционните методи на праховата металургия. Металният прах се смесва с горещо термопластично свързващо вещество, охлажда се и след това се гранулира, за да се образува еднородна суровина. Получените суровини обикновено са 60 процента метал и 40 процента полимер (обем).

MIM леене под налягане

Инжекционно формоване - Суровият прах използва същото оборудване и инструменти, които се използват за пластмасово шприцване. Следователно дизайнът на частта за синтероване на кухината на формата е с около 20 процента по-голям, като се отчита свиването. В цикъла на леене под налягане суровините се разтопяват и се инжектират в кухината на формата, където се охлаждат и втвърдяват във формата на части. Част от формованото "зелено" се изважда и след това се почиства, за да се премахне цялата флаш памет.

MIM обезмаслете

Обезмасляване - В тази стъпка металното полимерно лепило се отстранява. В някои случаи "зелената" част от първото обезмасляване с разтворител се поставя във водна или химическа баня, за да се разтвори по-голямата част от лепилото. След (вместо 1) в тази стъпка се извършва термично обезмасляване или предварително синтероване. Част от "зеленото" се нагрява в пещ с ниска температура, за да се отстрани полимерното лепило чрез изпаряване. В резултат на това останалата "кафява" метална част ще съдържа около 40 процента от празното пространство през обема.

MIM синтероване

Стъпката след синтероването е синтероване за намаляване на празното пространство с около 1-5 процента, така че да се получи метална част с висока плътност в "кафявата" част (95-99 процента) на високотемпературната пещ ( до 2500 градуса F). Пещта използва атмосфера на инертен газ и показва температура, близка до 85 процента от точката на топене на метала. Този технологичен отвор се отстранява от материала, което води до намаляване на частта до 75-85 процента от размера му на формоване. Това свиване обаче е равномерно и може да бъде точно предвидено. Получената част запазва високата толерантност на оригиналната формована форма, но плътността вече е много по-висока.

След завършване на процеса на синтероване необходимата вторична операция може да подобри толеранса или повърхностното покритие. Въпреки това, подобно на част от лят метал, някои вторични процеси могат да бъдат извършени за добавяне на нови функции, подобряване на свойствата на материала или други компоненти. Например частта MIM може да бъде машинно обработена, термично обработена или заварена.

Правила за проектиране на метално леене под налягане (MIM):

Когато проектната част е направена с MIM, повечето от правилата за проектиране за леене под налягане все още са в сила. Има обаче някои изключения или добавки, като например следното:

Дебелина на стената - точно като шприцването на пластмаса, дебелината на стената не трябва да се минимизира, а да се запази цялата еднаква част. Струва си да се отбележи, че в процеса MIM намаляването на дебелината на стената не само намалява количеството на материала и времето на цикъла, но също така намалява времето за обезмасляване и синтероване.

Чернова - Има пластмасово леене под налягане и много предприятия на MIM не се нуждаят от чернова. Във версията с прахообразен материал е по-лесно да се използват полимерни лепила от форми, отколкото повечето полимери за леене под налягане. В допълнение, частите на MIM напълно се охлаждат и се свиват около формовъчната характеристика, преди да бъдат разпръснати, тъй като сместа от метален прах се нуждае от по-дълго време за охлаждане.

Поддръжка за синтероване - По време на синтероване компонентите на MIM трябва да бъдат правилно поддържани или усукани, тъй като могат да се свият. Чрез проектиране на плоската повърхност на частите в една и съща равнина може да се използва стандартната плоска опорна тава. В противен случай може да са необходими по-скъпи персонализирани скоби.